KR20160121054A - 분뇨 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분뇨 처리 장치에 관한 것으로, 분뇨와 분뇨를 분해하는 호기성 미생물을 수용하며, 분뇨가 투입되는 투입구와 분뇨가 배출되는 배출구가 구비되며, 하부면이 반원형으로 형성되는 처리조, 처리조 내의 분뇨를 교반하는 복수의 메인 블레이드, 복수의 메인 블레이드가 부착되어 복수의 메인 블레이드를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전축; 및 메인 블레이드 끝단에 일면이 부착되는 제1 보조 블레이드를 포함하되, 제1 보조 블레이드는 정방향 회전시 분뇨를 제1 보조 블레이드와 처리조 하부면에 가압하도록 제1 보조 블레이드의 전방측과 처리조 하부면의 간격이 메인 블레이드의 후방측과 처리조 하부면의 간격에 비해 더 크도록 경사지게 형성된 분뇨 처리 장치를 제공할 수 있다. 이에 따라, 분뇨의 교반을 촉진할 수 있다.

Description

분뇨 처리 장치{EXCREMENT TREATMENT DEVICE}

본 발명은 분뇨 처리 장치에 관한 것으로, 특히 혐기성 미생물과 분뇨의 교반을 통해 감량 소멸할 수 있는 분뇨 처리 장치에 관한 것이다.

축산업의 발전으로 인하여 대규모 가축 사육이 이루어지고 있다. 그러나 축사에서 발생되는 가축의 분뇨 처리 문제가 대두되고 있다. 특히, 가축 분뇨 방치로 인한 침출수, 악취, 먼지 등이 토양 및 하천을 오염시키는 문제가 발생되고 있다.

최근 가축의 분뇨를 처리하기 위한 장치들이 개발되고 있으며, 처리된 분뇨를 비료화하는 장치가 개발되어 보급되고 있는 추세이다.

종래 분뇨 처리 장치는 분뇨의 운반, 수집해 분뇨를 고액분리기로 슬러지와 액비로 분리한다. 슬러지는 다른 부산물과 혼합하여 발효 및 숙성시킨 이후 퇴비로 사용하고, 액비는 발효시켜 액화비료로 사용한다.

한국공개특허 10-2010-0043787은 축산 분뇨를 이용한 비료와 액상비료 제조 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 축산 분뇨를 비료와 액비를 생산하며, 바이오가스를 수집하는 장치에 관한 것이다.

한국공개특허10-2010-0043787는 저장탱크, 축산 분뇨 저장부, 분뇨 배출관, 비닐백, 가스 배출배관, 가스 저장탱크, 버너, 충전탑, 액비 발효 저장탱크를 구비하여, 가스 배출배관을 통과한 바이오 가스(메탄 가스)가 버너를 통과하면서 얻어지는 잔류뇨와 열원이 충전탑에 공급함으로써, 충전탑의 내부에서 잔류 뇨와 열원의 작용에 의해 증발 농축되는 충전물을 하부에 저장하고, 이송펌프의 구동에 의해 충전물이 순환관과 충전탑의 내부를 순환하면서 잔류하는 바이오 가스(메탄 가스)가 가스 배출구를 통해 외부로 배출되고, 잔류하고 있는 충전물을 액비 발효 저장탱크에 공급하여 액상 비료를 생산하는 축산 분뇨를 이용한 비료와 액상비료 제조 장치 및 그 방법을 제공한다.

한국공개특허 10-2010-0043787는 축산 분뇨를 처리함에 있어서, 추출된 가스를 버너에서 소각하므로, 소각 시 공기 오염원이 배출될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 고형물의 비료 생산 및 액상 비료 생산 시간이 오래 걸려 악취가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 분뇨 발생장소에 설치하여 분뇨의 이동 없어 분뇨 수집 및 운반 과정에서 발생되는 문제점들을 원천적으로 해결할 수 있으며, 분뇨의 발효와 숙성기간 없이 투입되는 분뇨를 감량 및 소멸 시킬 수 있는 분뇨 처리 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 분뇨와 상기 분뇨를 분해하는 호기성 미생물을 수용하며, 상기 분뇨가 투입되는 투입구와 상기 분뇨가 배출되는 배출구가 구비되며, 하부면이 반원형으로 형성되는 처리조; 상기 처리조 내의 분뇨를 교반하는 복수의 메인 블레이드; 상기 복수의 메인 블레이드가 부착되어 상기 복수의 메인 블레이드를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전축; 및 상기 메인 블레이드 끝단에 일면이 부착되는 제1 보조 블레이드를 포함하되, 상기 제1 보조 블레이드는 상기 정방향 회전시 상기 분뇨를 상기 제1 보조 블레이드와 상기 처리조 하부면에 가압하도록 상기 제1 보조 블레이드의 전방측과 상기 처리조 하부면의 간격이 상기 메인 블레이드의 후방측과 상기 처리조 하부면의 간격에 비해 더 크도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 분뇨 처리 장치를 제공할 수 있다.

상기 분뇨 처리 장치는 상기 메인 블레이드의 타면에 돌출되게 형성되어, 상기 분뇨를 교반시킴과 동시에, 상기 블레이드의 정방향 회전시 상기 분뇨를 상기 배출구측으로 이동시키고, 상기 블레이드의 역방향 회전시 상기 분뇨를 상기 배출구의 반대방향으로 이동시키는 돌출부를 더 포함할 수 있다.

상기 돌출부는 상기 제1 보조 블레이드의 타면에 대각선으로 형성되거나, S자 형태로 형성될 수 있다.

상기 분뇨 처리 장치는 상기 메인 블레이드 양면에 수직방향으로 형성되며, 서로 다른 각도로 결합되는 제2 및 제3 보조 블레이드를 더 포함할 수 있다.

상기 분뇨 처리 장치는 상기 처리조에 외부의 공기를 유입하는 흡입구; 및 상기 처리조 내부의 가스를 외부로 방출하는 배기구를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 메인 블레이드는 상기 회전축을 중심으로 양측에 1쌍의 메인 블레이드가 부착되도록 형성되며, 상기 쌍으로 이루어진 메인 블레이드들은 엇갈리게 상기 회전축에 부착될 수 있다.

상기 분뇨 처리 장치는 상기 회전축을 구동하는 구동모터를 더 포함하고, 상기 구동모터는 상기 정방향 회전수를 상기 역방향 회전수에 비해 더 많이 회전할 수 있다.

상기 분뇨 처리 장치는 상기 처리조 하부면에 부착되어 상기 분뇨의 분해를 촉진하며, 상기 분뇨에 포함됨 수분을 증발시키는 열선을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치는 처리조 내에 호기성 미생물을 이용하여 분뇨를 감량/소멸시킬 수 있으므로 분뇨 이송 등이 필요치 않아 이송시 발생되는 악취 및 전염요인을 제거할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치는 제1 보조 블레이드가 메인 블레이드와 경사지게 구성되어 처리조 벽면과 제1 보조 블레이드의 유격을 통해 분뇨의 가압 분쇄가 용이하며, 처리조 벽면에 협착된 분뇨들을 용이하게 제거하여 교반을 활성화 시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치는 블레이드를 회전축에 엇갈리게 배치하여 교반을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치는 분뇨 잔류물에 잔류하는 호기성 미생물을 지속적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치를 도시한 사시도.
도 2 는 도 1에 도시된 분뇨 처리 장치를 분해하여 도시한 분해사시도.
도 3은 도 1에 도시된 분뇨 처리 장치의 블레이드를 상세히 도시한 사시도.
도 4는 및 도 5는 도 3에 도시된 돌출부의 실시 예를 도시한 도면들.
도 6은 메인 블레이드에 결합된 제1 보조 블레이드의 상태를 도시한 도면.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치를 도시한 사시도이고, 도 2 는 도 1에 도시된 분뇨 처리 장치를 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치는 처리조(10), 교반부(100) 및 회전축(60)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 처리조(10)는 단면이 U자 형태로 투입된 분뇨(인분, 축산 분뇨 등), 호기성 미생물 및 톱밥 등이 내재되도록 밀폐된다. 처리조(10)의 상부에는 분뇨, 호기성 미생물 및 톱밥 등이 투입되는 투입구(20)가 구비되며, 측면에 처리된 분뇨를 꺼내기 위한 배출구(30)가 구비될 수 있다.

처리조(10)의 하부는 굴곡지게 형성되며, 처리조(10)의 하부에 실질적으로 분뇨가 내재되며, 하부에 내재된 분뇨 등은 호기성 미생물에 의해 분해되어 감량/소멸 처리된다.

처리조(10)의 하부면에는 분뇨의 분해를 촉진하며, 수분을 증발시키기 위한 열선(200)이 구비될 수 있다.

열선(200)은 처리조(10)의 하부면에 길게 여러 가닥이 형성될 수 있으며, 처리조(10) 내부의 온도가 호기성 미생물의 분해를 촉진시킬 수 있는 정도의 온도로 처리조(10)를 가열할 수 있다.

처리조(10)는 외부의 공기를 유입하는 흡입구(50)와 처리조(10) 내부의 가스 및 수분을 외부로 방출하는 배기구(40)가 구비될 수 있다. 흡입구(50)와 배기구(40)는 구동팬(미도시)에 의해 동작될 수 있다.

회전축(60)은 처리조(10)의 외부에서 내부로 관통하도록 형성되며, 복수의 메인 블레이드(110)를 회전시킨다. 회전축(60)은 감속모터 등에 의해 구동되어 정방향 및 역방향으로 회전할 수 있다.

교반부(100)는 회전축(60)이 회전함에 따라, 처리조(10) 내부의 분뇨를 교반한다. 이러한 교반부(100)는 메인 블레이드(110), 제1 내지 제3 보조 블레이드(140, 120, 130) 및 돌출부(150)를 포함할 수 있다.

메인 블레이드(110)는 복수개가 구비될 수 있으며, 복수의 메인 블레이드(110)는 회전축(60)에 결합된다. 메인 블레이드(110)는 회전축(60)의 일 영역에 양측에 결합될 수 있다. 한쌍의 메인 블레이드가 회전축(60)을 따라 복수개가 결합되며, 각각의 메인 블레이드 쌍은 서로 엇갈리게 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 소정의 간격을 두고 회전축(60)의 동일선상에 배치된 2개의 메인 블레이드(110) 사이에 복수의 메인 블레이드들이 회전축(60)에 결합되며, 2개의 메인 블레이드 사이에 배치된 메인 블레이드들은 회전축(60)의 각기 다른 선상에 결합된다. 이에 따라, 회전축(60)의 구동에 의해 분뇨의 교반이 촉진될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회전축(60)의 소정영역에 2개의 동일선상에 결합된 메인 블레이드(110) 사이에는 5개의 메인 블레이드가 회전축(60)에 결합된 것을 예를 들어 도시하고 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 2개 이상의 메인 블레이드(110)가 회전축(60)상에 결합될 수 있다.

이하 도 3 내지 도 6을 참조하여 교반부에 대하여 더 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 교반부를 도시한 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 교반부(100)는 메인 블레이드(110), 제1 내지 제3 보조 블레이드(140, 120, 130) 및 돌출부(150)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 메인 블레이드(110)는 회전축(60)에 결합되도록 결합홀이 구비될 수 있다. 메인 블레이드(110)는 직사각형 모양의 바(bar) 모양으로 형성된다. 메인 블레이드(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 분뇨를 분쇄할 수 있는 방향으로 회전축(60)에 결합될 수 있다.

제1 보조 블레이드(140)는 복수의 메인 블레이드(110) 각각의 끝단에 부착되며, 메인 블레이드(110)가 회전할 때, 분뇨를 교반시킨다. 제1 보조 블레이드(140)는 처리조(10)의 하부면측으로 넓은 면적을 갖도록 메인 블레이드(110)와 수직으로 결합할 수 있다.

제1 보조 블레이드(140)는 메인 블레이드(110)가 정방향으로 회전할 경우와 역방향으로 회전할 경우 각각 다른 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제1 보조 블레이드(140)는 메인 블레이드(110)가 정방향으로 회전할 경우 일단이 처리조(10)의 내부면과 간격이 좁아져 분뇨를 가압하도록 한다. 또한, 제1 보조 블레이드(140)는 메인 블레이드(110)의 역방향 회전시 처리조(10)에 협착된 분뇨를 긁어낼 수 있다.

제1 보조 블레이드(140)의 정방향 회전 및 역방향 회전시 기능은 도 6을 참조하여 다시 설명하기로 한다.

제2 및 제3 보조 블레이드(120, 130)는 메인 블레이드(110)의 양면에 각각 결합될 수 있다. 제2 및 제3 보조 블레이드(120, 130)는 서로 다른 방향의 경사각을 가지도록 결합되어 메인 블레이드(110) 회전시 분뇨의 교반을 활성화 시킬 수 있다.

돌출부(150)는 제1 보조 블레이드(140)의 하부면에 부착될 수 있다. 돌출부(150)는 처리조(10)와 부딪히지 않는 범위내에서 처리조(10)의 하부면에 인접하게 형성될 수 있다. 돌출부(150)는 제1 보조 블레이드(140)에 대각선으로 돌출되게 형성하여 메인 블레이드(110)의 회전시 분뇨를 교반시킬 수 있으며, 분뇨를 일방향으로 이동시킬 수 있다.

돌출부(150)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 보조 블레이드(140)의 하부면에 대각선을 형성되거나, 도 5와 같이 S자 형태로 형성될 수 있다. 돌출부(150)는 메인 블레이드(110)가 정방향으로 회전하는 동안 분뇨를 배출구(30)측으로 이동할 수 있도록 사선으로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 이와 반대로 정방향 회전시 배출구의 반대방향으로 분뇨가 이동하도록 형성될 수도 있다.

도 6은 제1 보조 블레이드에 결합된 제1 보조 블레이드의 상태를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 제1 보조 블레이드(140)는 메인 블레이드(110)의 끝단에 경사지게 결합될 수 있다. 제1 보조 블레이드(140)는 메인 블레이드(110)와 약 α°의 경사각도를 가지며 α는 약 8°정도가 바람직하나, α는 5~20°일 수 있다. 경사각도는 회전축(60)과 수직인 가상의 수평선과 제1 보조 블레이드(140)가 이루는 각도이다. 이러한 경사각도는 처리조(10) 하부면 즉, U자 형내로 굴곡진 영역의 접선과 제1 보조 블레이드가 이루는 각도와 동일하게 형성될 수도 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 보조 블레이드(140)가 메인 블레이드(110)에 경사지게 결합되어, 제1 보조 블레이드(140)의 전방과 처리조(10)의 간격이 후방과 처리조(10)의 간격에 비해 더 크게 형성된다(여기서, 제1 보조 블레이드의 전방은 정방향 회전시 제1 메인 블레이드의 앞부분이고 후방은 뒷부분임).

이에 따라, 메인 블레이드(110)의 정방향 회전시 제1 보조 블레이드(140)의 후방측과 처리조(10) 사이의 분뇨를 가압할 수 있어 덩어리진 분뇨를 분쇄할 수 있다.

한편, 메인 블레이드(110)의 역방향 회전시 제1 보조 블레이드(140)의 후방측은 처리조(10) 벽면에 협착된 분뇨들을 긁어내어 처리조(10) 벽면의 분뇨들의 교반을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치는 처리조 내부의 분뇨가 미생물에 의해 분해되어 감량/소멸되므로 적정량이 분해되었을 경우 분뇨와 톱밥 등을 재투입한다. 여러 번의 교반공정과 분뇨 투입 공정이 진행된 이후에 처리조 내부의 분해가 완료된 잔류물들을 배출구를 통해 배출한다. 이때, 배출되는 잔류물의 일부를 처리조에 남겨두어 추후 분뇨 투입시 호기성 미생물의 재투입을 하지 않도록 한다.

상기에서 설명한 분뇨 처리 장치는 처리조 내에 호기성 미생물을 이용하여 분뇨를 감량/소멸시킬 수 있으므로 분뇨 이송 등이 필요치 않아 이송시 발생되는 악취 및 전염요인을 제거할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치는 제1 보조 블레이드가 메인 블레이드와 경사지게 구성되어 처리조 벽면과 제1 보조 블레이드의 유격을 통해 분뇨의 가압 분쇄가 용이하며, 처리조 벽면에 협착된 분뇨들을 용이하게 제거하여 교반을 활성화 시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치는 블레이드를 회전축에 엇갈리게 배치하여 교반을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분뇨 처리 장치는 분뇨 잔류물에 잔류하는 호기성 미생물을 지속적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.

10: 처리조
20: 투입구
30: 배출구
40: 배기구
50: 흡입구
60: 회전축
100: 교반부
110: 메인 블레이드
120: 제2 보조 블레이드
130: 제3 보조 블레이드
140: 제1 보조 블레이드
150: 돌출부
200: 열선

Claims (8)

1. 분뇨와 상기 분뇨를 분해하는 호기성 미생물을 수용하며, 상기 분뇨가 투입되는 투입구와 상기 분뇨가 배출되는 배출구가 구비되며, 하부면이 반원형으로 형성되는 처리조;
   상기 처리조 내의 분뇨를 교반하는 복수의 메인 블레이드;
   상기 복수의 메인 블레이드가 부착되어 상기 복수의 메인 블레이드를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 회전축; 및
   상기 메인 블레이드 끝단에 일면이 부착되는 제1 보조 블레이드를 포함하되,
   상기 제1 보조 블레이드는
   상기 정방향 회전시 상기 분뇨를 상기 제1 보조 블레이드와 상기 처리조 하부면에 가압하도록 상기 제1 보조 블레이드의 전방측과 상기 처리조 하부면의 간격이 상기 메인 블레이드의 후방측과 상기 처리조 하부면의 간격에 비해 더 크도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 분뇨 처리 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인 블레이드의 타면에 돌출되게 형성되어, 상기 분뇨를 교반시킴과 동시에, 상기 블레이드의 정방향 회전시 상기 분뇨를 상기 배출구측으로 이동시키고, 상기 블레이드의 역방향 회전시 상기 분뇨를 상기 배출구의 반대방향으로 이동시키는 돌출부를 더 포함하는 분뇨 처리 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 돌출부는
   상기 제1 보조 블레이드의 타면에 대각선으로 형성되거나, S자 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 분뇨 처리 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인 블레이드 양면에 수직방향으로 형성되며, 서로 다른 각도로 결합되는 제2 및 제3 보조 블레이드를 더 포함하는 분뇨 처리 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 처리조에 외부의 공기를 유입하는 흡입구; 및
   상기 처리조 내부의 가스를 외부로 방출하는 배기구를 더 포함하는 분뇨 처리 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 메인 블레이드는 상기 회전축을 중심으로 양측에 1쌍의 메인 블레이드가 부착되도록 형성되며,
   상기 쌍으로 이루어진 메인 블레이드들은 엇갈리게 상기 회전축에 부착되는 것을 특징으로 하는 분뇨 처리 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전축을 구동하는 구동모터를 더 포함하고,
   상기 구동모터는 상기 정방향 회전수를 상기 역방향 회전수에 비해 더 많이 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 분뇨 처리 장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 처리조 하부면에 부착되어 상기 분뇨의 분해를 촉진하며, 상기 분뇨에 포함됨 수분을 증발시키는 열선을 더 포함하는 분뇨 처리 장치.

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